光学
拡大鏡（物で焦点距離内）
物で焦点距離内：形成拡大、正立の虚像—すなわち単純拡大鏡。
拡大鏡（物で焦点距離内） — インタラクティブな光学シミュレーション。物で焦点距離内：形成拡大、正立の虚像—すなわち単純拡大鏡。 ブラウザで使える無料の仮想物理実験室。SI 単位のライブ測定とガイド付きチュートリアルを備えています。
単純拡大鏡
物体が f より内側：拡大された正立の虚像 — すなわち単純拡大鏡です。
物体が焦点距離より近い収束レンズは実像を作ることができません。代わりに、光線は物体と同じ側にある仮想の光源から来たかのように発散します。目はこれらの延長線を正立した拡大像として解釈します — これが単純な拡大鏡やルーペの原理です。
- M = N/f
- 虚像かつ正立
捜査概要
ラボを開く前に質問を計画する
このブリーフは事前レンダリングされたページを反映しています。探究の問い、競合する予測、変数の役割、支配する法則、設定、分析と発展の問いを、この順序で表示します。
運転に関する質問
物体を収束レンズの焦点距離より近くに置きます。レンズは実像を作るか、それとも別の像を作るでしょうか？
検討する予測
- 遠くに実像を作ります。
- 物体と同じ側に拡大・正立の虚像を作ります。拡大鏡です。
- 焦点距離内では像は全くできません。
可変的な役割
設定するもの：
- 物体距離 d_o (cm)
測定するもの：
- 像距離 d_i (cm)
- 倍率 m
実験の進め方
- magnifier プリセットを開いて Reset を押します。焦点距離は10 cmです。
- 像距離と倍率の読み出しを有効にします。
- 各試行で物体距離（常に焦点距離未満）を設定し、像距離と倍率を記録します。
支配方程式
虚像の倍率 — m = −dᵢ/dₒ
収束レンズの焦点距離内では像距離 d_i は負（虚像、物体と同じ側）になり、倍率 m = −d_i/d_o は1より大きい正になります。正立・拡大像で、拡大鏡の原理です。
印刷用ワークシートで生徒が求めるもの
- f = 10 cm として 1/f = 1/d_o + 1/d_i から d_i を求め、m = −d_i/d_o を計算します。表と比較します。
- 全試行で d_i は負、m は1より大きい正です。負の像距離が虚像（物体と同じ側）を意味し、m が正になる理由を説明します。
実験以外での活用
- 物体をレンズに近づける（小さい d_o、常に f 未満）と倍率が増えます。小物体を拡大鏡に近づけた方が遠ざけるより大きく見える理由を説明します。
- 物体を焦点距離 d_o = f に正確に置くと像と倍率はどうなりますか？focal-point 実験と比較します。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 拡大鏡へようこそ
- 物体を選択
- 再生
- 角倍率
- インスペクターを開く
- 完了です！
インタラクティブなシミュレーションを開いてシーンを構築し、再生ボタンを押し、リアルタイム測定とガイド付きチュートリアルで探索しましょう。